2006 Fiscal Year Annual Research Report

モリブデン金属酵素の微細構造と水酸化反応機構・蛋白質揺らぎの解明

Research Project

Project/Area Number	16205021
Research Institution	Nippon Medical School
Principal Investigator	西野武士日本医科大学, 大学院医学研究科, 教授 (40094312)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岡本研日本医科大学, 医学部, 助教授 (60267143) 松村智裕日本医科大学, 医学部, 助手 (20297930) 菊地浩人日本医科大学, 医学部, 助教授 (00224907)
Keywords	モリブデン金属 / モリブデン水酸化機構 / キサンチン脱水素酵素 / X-線結晶構造 / 活性酸素 / モリブデン配位子
Research Abstract	Mo原子の配位子ジオメトリーの決定、リガンドとの相互作用の解明:前年度までに既にMoのそれぞれの配位子の原子の同定とジオメトリーの決定としてMo還元型の反応中間体の電子密度からapical ligandに酸素原子である結論を得ている。今年度は1)Mo周辺の3つの重要なアミノ酸の変異体を作成し、その活性への寄与をプリン体およびアルデヒドを基質として比較検討し、ヒポキサンチン、キサンチンそれぞれとアミノ酸との水素結合生成が活性に重要であることを示していることを基にプリン水酸化反応機構を提案し報告をまとめた。2)痛風治療薬として開発した阻害剤が哺乳類酵素および細菌由来の酵素で異なる動態を示す理由を解明するため、哺乳類酵素および細菌由来の酵素の三次構造の立体座標を基に熱力学的安定度の分子運動計算のコンピュターを用いて進め、2種の酵素で顕著な差を見出した。立体構造に於けるアミノ酸の配座ばかりでなく、水分子を含む全体の動的な揺らぎの重要性が明らかになりつつある。さらに詳細なデータを得る計画である。ノックインマウスを用いた酵素の生理学的意義の解明:酵素は脱水素酵素から酸化酵素に変換するが、前年度までに得たX線結晶構造を基にスーパーオキシドのみを産生する変異体のノックインマウスの作成を行い成功し、その表現型の観察を開始した。さらに脱水素型のみをノックインマウスの作成を引き続き進めている。また脱水素酵素から酸化酵素への変換機能を有するラクトパーオキシダーゼのノックアウトマウスの作成を進めた。次年度にこれらの表現型の解析を進める糸口を得た。